NexTutor
Wirtualne laboratorium/Fizyka/Fizyka jądrowa/Rozszczepienie a synteza jądrowa

Rozszczepienie a synteza jądrowa

Energia jądrowa uwalnia się, gdy produkt reakcji leży bliżej szczytu krzywej energii wiązania (Fe-56). Dla lekkich jąder opłaca się synteza (łączenie — jak w gwiazdach), dla ciężkichrozszczepienie (rozbijanie — jak w reaktorach). Zmień masę jądra i zobacz, który proces uwalnia energię.

Fizyka · Fizyka jądrowa · Rozszczepienie a synteza (FIZ.JADR)
Liczba masowa jądra AA (lekkie ← → ciężkie)120 nukl.
Skąd bierze się energia w Słońcu?
liczba masowa A
120
E wiązania / nukleon
8.5 MeV
obszar
rozszczepienie
zysk ΔE
0.3 MeV

Co się właśnie stało?

Krzywa pokazuje energię wiązania na nukleon — im wyżej, tym silniej związane jądro. Szczyt wypada przy żelazie (A≈56). Energia uwalnia się zawsze, gdy jądra-produkty leżą bliżej szczytu niż substraty.

Dwa sposoby, jedna zasada:

Synteza — łączenie lekkich jąder (A < 56): produkt idzie w prawo, ku szczytowi. Rozszczepienie — rozbijanie ciężkichjąder (A > 56): fragmenty idą w lewo, też ku szczytowi.

E=Δmc2E = \Delta m\,c^2

Różnica energii wiązania objawia się jako ubytek masy Δm\Delta m — ta „brakująca" masa zamienia się w energię. Liczba nukleonów zawsze się zachowuje; zmienia się tylko to, jak mocno są związane.

Co napędza gwiazdy, a co elektrownie?

W Słońcu zachodzi synteza: wodór łączy się w hel, uwalniając ogromną energię na nukleon. W elektrowniach jądrowych używamy rozszczepienia ciężkiego uranu — łatwiej je zainicjować i kontrolować niż syntezę, która wymaga milionów stopni.

Po co Ci to na maturze:

Spójrz na krzywą i zapytaj: czy produkt jest bliżej żelaza? Jeśli tak — energia się wydziela. Lekkie → synteza, ciężkie → rozszczepienie. Zysk liczysz z różnicy energii wiązania i E=Δmc2E=\Delta m\,c^2.

Zapamiętaj: oba procesy popychają jądra ku szczytowi krzywej (Fe, A≈56). Lekkie się łączą, ciężkie rozpadają — a uwolniona energia to ubytek masy razy c2c^2.

Model poglądowy · Wirtualne laboratorium NexTutor

Najczęstsze pytania

Czym różni się synteza od rozszczepienia?

Synteza łączy lekkie jądra w cięższe, rozszczepienie rozbija ciężkie na lżejsze. Oba uwalniają energię, gdy produkt jest bliżej szczytu krzywej wiązania.

Czemu w elektrowni rozszczepienie?

Bo rozszczepienie ciężkich jąder (uranu) jest łatwe do zainicjowania i kontrolowania; synteza wymaga ekstremalnych temperatur i ciśnień.

Co napędza gwiazdy?

Synteza termojądrowa — łączenie jąder wodoru w hel w jądrze gwiazdy, uwalniające ogromne ilości energii.